振动与冲击

　

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2016年 35卷 1期刊出日期：2015-12-25



论文

论文

	1	机械振动强化吸收式制冷机传热性能的实验研究
		>申江1 王建民1 Lau J2 申子奇2 孙欢1
		本文搭建了带有电动振动系统的吸收式制冷性能研究实验台，实验重点研究了振动对于吸收式制冷机传热性能的强化效果。结果表明，振动可有效地强化吸收式制冷机的传热性能，增加制冷量；在低频、低振幅的范围内，传热的强化效果随频率和振幅的增加而增加。本文的研究成果对于提高溴化锂吸收式制冷机的效率有一定的借鉴作用。
		2016 Vol. 35 (1): 1-4 [摘要] ( 255 ) HTML (1 KB) PDF (1504 KB) ( 467 )

	5	惯性边界下带钢的非线性振动分析
		>高崇一1，杜国君1，李建雄2，胡发科1
		根据连轧机轧制过程中带钢与轧辊的运动机理，将相邻两机架间的带钢简化为轴向运动的Euler梁，轧辊简化为定轴转动的惯性元件，建立Euler梁在惯性边界下的非线性振动力学模型。基于哈密顿原理建立轴向运动Euler梁的纵向和横向非线性振动微分方程，利用Kantorovich时间平均法简化运动方程和边界条件，并采用修正迭代法求解运动方程。最后通过数值计算获得了Euler梁非线性振动的幅频响应曲线，并讨论惯性边界条件下的轴向运动速度、长度和轧辊的转动惯量对Euler梁振动特性的影响。研究结果可为控制和分析连轧过程中带钢垂直振动提供重要的理论参考。
		2016 Vol. 35 (1): 5-10 [摘要] ( 282 ) HTML (1 KB) PDF (1343 KB) ( 300 )

	11	中央稳定板提高颤振稳定性能的细观作用机理
		>欧阳克俭1,2，陈政清2
		通过CFD数值模拟以及PIV风洞试验研究了中央稳定板对矮寨桁架梁悬索桥断面绕流的细观作用机理。CFD数值模拟表明中央稳定板促进了在桥面中央附近形成位于上下桥面的旋涡对，使之相当于升力的作用。有稳定板断面前端和尾部的旋涡体积增大，进而使桥梁断面在颤振中的竖向自由度参与作用增强。PIV流迹显示气流在中央稳定板的背风侧形成了漩涡，在模型尾部同样有旋涡的形成，进一步验证了CFD数值模拟的正确性。
		2016 Vol. 35 (1): 11-16 [摘要] ( 211 ) HTML (1 KB) PDF (3642 KB) ( 230 )

	17	基于EEMD的混合陶瓷球轴承故障双冲击特征提取
		>孔佑炳，郭瑜?，伍星
		疲劳剥落是导致滚动轴承失效的主要原因，当滚道出现剥落故障时滚动体在进入和退出剥落区时的加速度振动信号表现出不同特征：进入故障区时产生以较低频率成分为主的阶跃响应；退出剥落区则引起频带较宽的脉冲响应。有效分离这两类信号特征，对实现对混合陶瓷球轴承剥落区长度的测量有重要意义。本文提出了一种基于总体经验模态分解（EEMD)的混合陶瓷球轴承剥落故障双冲击特征提取方法，该方法首先用AR模型对原始振动信号进行预白化处理，然后利用EEMD对白化后的振动信号进行去噪，并结合Hilbert包络提取算法实现对剥落故障混合陶瓷球轴承振动信号双冲击特征的有效分离提取。仿真及试验研究表明该方法能够有效地分离出混合陶瓷球轴承故障双冲击特征。
		2016 Vol. 35 (1): 17-22 [摘要] ( 210 ) HTML (1 KB) PDF (2406 KB) ( 202 )

	23	某装载机动力总成悬置系统隔振性能优化
		>吴杰1, 2,李轼1
		以某工程装载机动力总成悬置系统为研究对象，为改善其隔振性能，对悬置系统固有频率进行优化配置的同时对其解耦率进行优化布置。以悬置静刚度和安装位置为优化参数，对固有频率和解耦率进行优化匹配。结果表明，优化后悬置系统各阶固有频率分配更加合理，垂直方向和绕曲轴方向解耦率得到显著提高，并仿真分析了优化方案的可靠性，最后通过实车测试验证了悬置系统的隔振性能得到较大改善。
		2016 Vol. 35 (1): 23-27 [摘要] ( 242 ) HTML (1 KB) PDF (1416 KB) ( 207 )

	28	含铝炸药在混凝土介质中爆炸响应的FE-SPH算法模拟研究
		>杨刚郑建民胡德安
		本文采用自编程实现的二维轴对称FE-SPH耦合算法对含铝炸药在混凝土介质中的爆炸响应过程进行模拟研究。含铝炸药的爆炸过程采用JWL方程结合Miller反应率方程来描述，同时采用粒子接触算法避免爆炸响应后转化的SPH粒子点间形成堆积及非物理穿透。对不同含铝量的高能炸药在不同埋深下爆炸响应过程进行模拟，通过对混凝土的毁伤及预设动能杆的运动分析，结果表明，所实现的FE-SPH耦合算法能够稳定再现含铝炸药爆炸对混凝土介质的破坏响应过程，并且响应的特征参量也与实验数据吻合。
		2016 Vol. 35 (1): 28-33 [摘要] ( 260 ) HTML (1 KB) PDF (1876 KB) ( 183 )

	34	基于解析模态分解和希尔伯特变换的模态参数辨识新方法
		>李晶1，曹登庆1，刘绍奎2，余天虎1，王庆洋1
		针对航天器结构低频、密频的模态参数辨识问题，提出一种将解析模态分解(AMD)与希尔伯特变换(HT)相结合的模态辨识方法(AMD+HT)，根据结构上任意一点的脉冲响应信号，对系统结构的频率和模态阻尼比进行参数识别。以箱型卫星模型为例，分别对固定状态下卫星帆板和卫星整体结构的低阶模态进行模态辨识，并与LMS数据采集系统分析结果和ANSYS有限元仿真结果对比，验证了该方法对低频、密频结构模态辨识的正确性和优越性。
		2016 Vol. 35 (1): 34-39 [摘要] ( 234 ) HTML (1 KB) PDF (2061 KB) ( 349 )

	40	基于Lyapunov指数的管道超声导波小缺陷定位实验研究
		>武静 1，张伟伟 2，聂振华 1，马宏伟 1,3,杨飞 1
		为了提高超声导波检测长距离管道中小缺陷的检测灵敏度，提出了基于杜芬方程最大Lyapunov指数的超声导波损伤定位方法。依据管道超声导波实测信号的采样频率、中心频率以及杜芬方程特性，设置检测系统参数，将待测信号作为杜芬方程外策动力扰动项输入杜芬方程中。通过比较杜芬系统在无信号输入和输入实测导波信号后，最大Lyapunov指数随策动力幅值F的变化，确定可用于识别导波信号的F值。利用移动窗函数给出了缺陷超声导波的波到时刻识别方法，从而给出了缺陷定位方法。实验研究表明，利用最大Lyapunov指数可有效提高超声导波的检测灵敏度。
		2016 Vol. 35 (1): 40-53 [摘要] ( 180 ) HTML (1 KB) PDF (2203 KB) ( 218 )

	46	复杂工况下的大型风力机气动弹性响应和尾迹数值分析研究
		>曹九发，柯世堂，王同光
		在复杂工况下，大型风力机受到载荷更加严重，导致风力机气动和结构耦合响应问题更加明显。本文主要针对稳态偏航、动态偏航、风剪切和随机风速场等复杂工况，采用非定常自由涡尾迹方法计算尾迹形状和气动载荷，加入了复杂工况的模型，进行了动态失速模型和三维旋转效应模型修正。在考虑气动载荷、惯性载荷和重力载荷影响下，采用有限元法结合模态法建立起风力机解耦动力学方程，并且通过Newmark方法进行数值求解该方程。实现了复杂工况数值模拟计算，比较不同复杂工况的气动弹性响应结果。最后，得出大型风力机在复杂工况下的气动性能、载荷、动态响应和尾迹叶尖涡线特性，并计算出风力机在复杂工况下的迟滞时间。这为推进自由涡尾迹方法应用于大批工况载荷计算，以及提高大型风力机载荷计算精度和设计水平等具有重要意义。
		2016 Vol. 35 (1): 46-53 [摘要] ( 263 ) HTML (1 KB) PDF (2384 KB) ( 446 )

	54	冲击振动提取的优化稀疏表征方法
		>秦毅1 郭磊1 吴宏钢2
		针对在背景噪声及其他振动干扰下冲击振动信号提取问题，提出了一种利用基追踪实现冲击振动优化稀疏表征的方法。建立了冲击振动提取的稀疏求解问题模型，设计了用于冲击振动特征提取的变换基，并利用特征谱线在频谱中所占能量比作为评价冲击振动提取效果的指标，实现了冲击振动成分的优化提取。将该方法用于仿真试验和齿轮故障诊断，结果表明，与Morlet小波软阈值方法相比，本文所提方法能更好地提取微弱周期性冲击成分，具有很好的应用前景。
		2016 Vol. 35 (1): 54-58 [摘要] ( 183 ) HTML (1 KB) PDF (1743 KB) ( 610 )

	59	150MD24Z7.5高速电主轴多场耦合模型与动态性能预测
		>张丽秀阎铭吴玉厚陆峰
		电主轴是机电一体化产品，充分考虑并预测其动态特性是机床主轴系统优化设计的前提。本文基于电主轴内部磁场、电场、温度场、结构场间的耦合关系，建立了150MD24Z7.5高速电主轴多场耦合有限元模型，通过电主轴电机电磁损耗及轴承摩擦生热计算，仿真电主轴温度场及结构场变化，讨论电主轴热态特性与振动特性之间耦合关系，分析电主轴温升热膨胀后气隙变化对振动特性的影响并通过实验加以验证。研究结果表明，电主轴温升形变对振动幅值影响较大，其中由气隙变化引起的电磁力幅值增加12.1%。利用该多场耦合模型可预测电主轴振动幅值，预测误差为10.2%。
		2016 Vol. 35 (1): 59-65 [摘要] ( 269 ) HTML (1 KB) PDF (2647 KB) ( 302 )

	66	考虑间隙运动副耦合作用的车辆摆振动力学行为分析
		>姜俊昭，卢剑伟，张辉
		车辆转向机构中各间隙运动副之间的动力学耦合会对其动力学响应产生重要影响。以考虑转向机构中间隙运动副耦合作用的非独立悬架车辆为例，基于分析力学建立了六自由度车辆摆振分析模型。应用数值方法分析了车辆摆振系统的动力学响应特性，对其中出现的Naimark-Sacker分岔、混沌等现象做了分析，并从能量传递角度对其摆振机理进行了解释，相关分析结论可为更好地实现车辆摆振控制提供理论支持。
		2016 Vol. 35 (1): 66-69 [摘要] ( 268 ) HTML (1 KB) PDF (2062 KB) ( 368 )

	70	On-off控制对高速动车组综合动力学性能的影响分析
		>刘永强1,3，廖英英2,3，杨绍普1,3，郝长生1
		利用ADAMS-Matlab联合仿真的方法研究了on-off半主动控制对高速动车组的横向平稳性、运动稳定性和安全性的影响。根据国内某型号高速动车组的参数，利用多体动力学软件ADAMS/Rail建立了满载工况下的单车动车组模型。随后，运用ADAMS-Matlab联合仿真的方法对被动控制和on-off半主动控制条件下的动车组模型进行了仿真分析，仿真考虑了不同运行速度和不同线路条件等工况。最后，分别计算了两种控制条件下高速动车组模型的横向平稳性、运动稳定性和安全性能。从分析结果可知：与被动控制相比，on-off控制下车辆的横向平稳性指标可大幅提升35.5%，但非线性临界速度降低了16.6%，高速运行工况下的安全性指标也严重下降。因此，on-off控制策略在高速动车组上应用时存在严重缺陷，需要对其进行改良方可应用。
		2016 Vol. 35 (1): 70-73 [摘要] ( 195 ) HTML (1 KB) PDF (1585 KB) ( 264 )

	74	铣削过程颤振稳定性分析的研究进展
		>卢晓红 1,王凤晨 1,王华1,王鑫鑫 1,司立坤 1
		综述铣削过程颤振稳定性分析的研究概况和进展。颤振建模和稳定性分析是该方法两个关键环节。依据颤振形成的物理条件，将其分为摩擦型颤振、振型耦合型颤振和再生型颤振。从切削过程的非线性和切削系统的非线性两方面，重点介绍再生型颤振的非线性建模的研究成果。稳定性分析方法根据对颤振模型的求解方法，分为频域法、离散法及数值法，概括了各个方法的特点、效果及适用工况。最后介绍了近来兴起的微细铣削研究领域中颤振稳定性分析的研究成果。由于其尺度效应，微细铣削加工具有独特的加工机理和特点，颤振建模中需考虑的因素与传统铣削多有不同，但稳定性分析方法仍大多沿用传统铣削中的方法。
		2016 Vol. 35 (1): 74-82 [摘要] ( 376 ) HTML (1 KB) PDF (864 KB) ( 545 )

	83	考虑地震波幅值衰减的斜入射二维自由场
		>何卫平，何蕴龙
		本文将传统基于地震波垂直入射的自由场构建方案推广到地震波斜入射情况。在假设平面半空间自由场由以特定角度组合入射的平面P波、SV波及其反射波构成的前提下，通过引入介质品质因子、临界幅值比和子波影响距离等参数完成了均匀线弹性介质中基于地表地震记录、考虑地震波衰减影响的自由场构建。通过地基特征点处入射P波、SV波的时、频域特性，特征点位移时程研究了临界幅值比和地震波幅值衰减因素对自由场的影响。结果显示，对于水工结构等低频激励起主要影响的结构来说，构建自由场时临界幅值比的选择具有较大自由性；在岩体较完整、涉及范围较小时，地震波幅值衰减因素对自由场的影响较小，可忽略不计；但在一些极端情况下，地震波幅值衰减因素对自由场的影响可能达到20%左右。
		2016 Vol. 35 (1): 83-88 [摘要] ( 186 ) HTML (1 KB) PDF (1793 KB) ( 222 )

	89	局部波动特征分解及其在滚动轴承故障诊断中的应用研究
		>张亢,石阳春,唐明珠,吴家腾
		提出了一种新的自适应时频分析方法——局部波动特征分解（Local oscillatory-characteristic decomposition，LOD），该方法以信号本身的局部波动特征为基础，并采用微分、坐标域变换、分段线性变换等运算手段将信号分解为一系列瞬时频率具有物理意义的单一波动分量（Mono-oscillatory component，MOC），非常适合于处理多分量信号。在详细说明LOD分解原理的基础上，通过仿真信号将LOD、经验模态分解（Empirical mode decomposition，EMD）和局部均值分解（Local mean decomposition，LMD）进行了对比分析，结果表明了LOD 的优越性。同时，针对滚动轴承故障振动信号的多分量调制特点，将LOD应用于滚动轴承故障诊断，对滚动轴承实验信号进行了分析，结果表明LOD可以有效地提取滚动轴承故障振动信号的特征。
		2016 Vol. 35 (1): 89-95 [摘要] ( 276 ) HTML (1 KB) PDF (2174 KB) ( 259 )

	96	含液饱和多孔波阻板的地基振动控制研究
		>周凤玺?1,2，马强1，赖远明2
		基于含液饱和多孔介质中的流-固耦合作用，提出了以含液饱和多孔材料作为隔振屏障的一类新型的地基振动控制体系。考虑在弹性地基内部设置饱和多孔波阻板，基于线弹性理论和Biot多孔介质模型，采用Fourier级数展开的方法，分别建立了地基表面和内部受到条形简谐荷载作用下地基动力响应的计算列式。通过数值算例，与传统的单相固体波阻板的隔振效果进行了比较，并且分析了多孔材料波阻板中固相材料性质、孔隙率、孔隙流体性质等物理力学参数对地基隔振性能的影响规律。结果表明，相对于单相固体波阻板隔振体系，基于含液饱和多孔波阻板的地基隔振体系更加具有优越性，并且更具有可设计性。
		2016 Vol. 35 (1): 96-105 [摘要] ( 222 ) HTML (1 KB) PDF (1943 KB) ( 350 )

	106	三相导线三角形排布线路相间间隔棒防舞研究
		>严波1,2 崔伟1 何小宝1 杨晓辉3 吕中宾3
		采用数值模拟方法研究三相双分裂导线三角形排布线路相间间隔棒防舞方案设计。针对300m档距双分裂线路，数值模拟分析在风荷载作用下导线的舞动特征，设计4种相间间隔棒安装方案，并对各种方案的防舞效果进行模拟研究，得到设计三相导线三角形排布线路相间间隔棒防舞方案时需同时考虑导线垂直和水平振动模式的原则。基于此原则，设计400m和500m档距线路相间间隔棒布置方案，数值模拟进一步验证了其防舞效果。
		2016 Vol. 35 (1): 106-111 [摘要] ( 401 ) HTML (1 KB) PDF (1810 KB) ( 803 )

	112	基于Lyapunov特征指数的钢制储液罐动力失稳概率分析
		>杨宏康，高博青
		为有效量化储液罐在地震激励下的失稳概率，参考震害报告选取536组三维地震波记录，由压力-位移格式的流固耦合模型建立等效动力扰动方程，然后通过计算动态Lyapunov特征指数确定储液罐的动力失稳概率。选取某10万m3钢制储油罐作为分析对象，结果表明：水平向地震比竖向地震更易引起动力失稳，多维地震比单维地震更加危险；动力失稳概率随抗风圈的增加而减小；地震动方位、维数及抗风圈设置对“失稳概率-持时”曲线的影响较小。上述方法大幅降低了直接基于流固耦合模型确定储液罐动力失稳概率的计算成本，并能同时考虑地震动峰值与持时变化，从而全面直观反映地震动三要素的影响。
		2016 Vol. 35 (1): 112-117 [摘要] ( 157 ) HTML (1 KB) PDF (2546 KB) ( 300 )

	118	基于状态空间模型的可靠性评估方法
		>李宏坤1,2，何德鲁1，张志新1，任远杰1,2，丛明1,2
		基于设备性能退化特征的可靠性分析是可靠性技术研究重要方向之一，但当前许多研究是基于多样本进行分析，但针对单个设备的可靠性预测问题非常有限，为此本文提出基于状态空间模型的可靠性方法进行小样本预测。首先通过在线监测技术获得反映设备状态的信号，运用小波分析方法提取监测信号的小波包能量，选取趋势明显符合设备状态变化的相关频带能量作为设备退化指标。然后对这些特征指标进行滑动平均滤波处理，提高了退化特征的信噪比，将其作为状态空间模型的输入对模型参数进行估计，从而建立退化指标的状态空间预测模型，最后预测退化指标的概率分布并计算可靠度。结合滚动轴承试验数据和铣刀磨损数据验证方法的准确性和有效性，本文为小样本事件的可靠性预测提供一个有效方法。
		2016 Vol. 35 (1): 118-124 [摘要] ( 257 ) HTML (1 KB) PDF (2463 KB) ( 261 )

	125	基于DFM/FEM铝蜂窝夹层结构耦合损耗因子预测
		>孔宪仁1,王英诚 2，张红亮 3
		导读: null
		在使用统计能量分析对复杂的蜂窝夹层结构进行高频动力学响应预示的关键环节之一在于准确估算耦合损耗因子。本文研究应用对偶模态/有限元法（DFM/FEM）估算铝蜂窝夹层结构之间的耦合损耗因子，通过算例对该方法进行仿真验证，结果表明，该方法可行且高效准确。最后对L型耦合铝蜂窝夹层板结构进行振动实验，并使用功率输入法辨识试件间的耦合损耗因子，比较功率输入和和对偶模态/有限元法结果，两者一致性好，进一步验证了对偶模态/有限元法估算铝蜂窝夹层板系统耦合损耗因子的可行性，扩展了统计能量分析在复杂结构上的应用。
		2016 Vol. 35 (1): 125-131 [摘要] ( 221 ) HTML (1 KB) PDF (1865 KB) ( 279 )

	132	基于动质量块和声激励共同作用下的各向同性矩形薄板动态响应分析
		>周志勇，秦卫阳
		针对以往研究过程中忽略质量块惯性和声源激励对板动态响应的影响，在考虑质量块惯性对板的影响基础上，采用哈密顿原理和Ｋｒｏｎｅｃｋｅδ函数建立板在动质量块和声源激励共同作用下的运动微分方程，再采用模态变换将运动微分方程进行解耦，然后采用微分求积法（ＤＱＭ）求解系统动态响应。数值算例结果表明：相比ＲｕｎｇｅＫｕｔｔａ算法，取样网点较少时，ＤＱＭ得到的动态响应值精度更高。动质量块的质量、移动速度和阻尼系数及声激励的声频和声强对矩形薄板的动态响应曲线具有明显的影响。
		2016 Vol. 35 (1): 132-140 [摘要] ( 187 ) HTML (1 KB) PDF (1916 KB) ( 121 )

	141	基于齿轮传动系统横-扭-摆耦合非线性动力学模型的齿廓修形优化设计
		>王成1,2，刘辉1，项昌乐1
		基于齿轮传动系统动力学模型的齿廓修形优化设计可真实地反映修形参数对齿轮动态特性的影响。考虑几何偏心、陀螺力矩和齿向偏载力矩，建立了单级齿轮传动系统10自由度横-扭-摆耦合非线性动力学模型。提出了考虑齿轮实际运动状态并可适用于齿廓修形齿轮的啮合刚度模型，并采用解析法计算啮合刚度。为了降低齿轮传动系统的振动和噪声，以减小齿轮传动系统的动载系数为目标，建立了基于齿轮传动系统横-扭-摆耦合非线性动力学模型的齿廓修形优化模型。对某重载车辆齿轮传动系统进行了齿廓修形优化设计，优化结果有效的降低了齿轮的动载荷，可为设计低振动和低噪声的齿轮传动系统提供依据。
		2016 Vol. 35 (1): 141-148 [摘要] ( 292 ) HTML (1 KB) PDF (2148 KB) ( 325 )

	149	直升机振动与噪声综合评估方法研究
		>张冀1, 2，李书1，贺天鹏1，简成文1
		为了能够对直升机振动与噪声进行综合性的研究，本文系统地建立了一种以飞行员、机上设备和环境为基础的综合评估模型，并对振动与噪声的主要影响进行分析，构建了一个三层的指标体系结构；在研究各种综合评估方法的基础上，选择层次分析法（Analytic Hierarchy Process）与模糊综合评估法（Fuzzy Comprehensive Evaluation）对构建的模型进行评估；同时应用MATLAB开发平台对提出的方法进行仿真；最后选择样例直升机进行案例分析，对提出的方法进行验证。仿真结果表明，该方法能够从定性与定量的角度综合描述直升机振动与噪声对飞行员、机上设备和环境的影响，为直升机振动与噪声的评估提供了一种新的途径，可以在直升机的研制、试验和使用等阶段进行应用和推广。
		2016 Vol. 35 (1): 149-154 [摘要] ( 307 ) HTML (1 KB) PDF (1311 KB) ( 541 )

	155	冲击加载下厚靶后表面早期几何变形特征分析
		>张世文，杨元帅，李庆忠，胡美娥
		通过数值模拟研究了厚靶后表面在冲击加载下早期的几何变形特征，计算结果表明：厚靶变形存在一个由前凸型翻转为内凹型的时间窗口期，与传统研究薄靶的前凸型几何变形存在差异。结合电探针阵列测试方法获得的实验结果，从一个方面解释了工程实验中重复性不强的原因，因为这个窗口期非常敏感，与电探针阵列与后表面的距离密切相关。
		2016 Vol. 35 (1): 155-158 [摘要] ( 231 ) HTML (1 KB) PDF (1600 KB) ( 172 )

	159	基于不同场地动力数值模型的核电站泵房结构地震作用对比分析
		>朱秀云，潘蓉，辛国臣，胡勐乾
		CPR1000核电机组的联合泵房作为抗震I类物项，其在极限安全地震动(SL-2)作用下厂房结构的地震作用分析是结构设计和基础稳定性计算的重要环节。本文结合土-结构相互作用(SSI)数值分析的最新发展，以某联合泵房的集中质量简化模型作为研究对象，基于ASCE4-98规范推荐的集总参数地基模型、粘弹性人工边界场地模型以及无质量地基模型，开展了泵房结构的地震作用对比分析，并总结了均质场地和分层场地下的地震作用规律，对于泵房的结构设计以及稳定性验算具有一定的指导和参考意义。
		2016 Vol. 35 (1): 159-163 [摘要] ( 168 ) HTML (1 KB) PDF (1919 KB) ( 511 )

	164	大跨干煤棚网壳风振时程分析和等效静风荷载研究
		>冯鹤1，黄铭枫1，李强1，史传洪2
		以某热电厂大跨干煤棚网壳工程项目为背景,对开敞干煤棚网壳结构进行了风洞测压试验。基于风洞测压试验所得的脉动风荷载时程数据，开展了大跨干煤棚网壳风振时程分析。分析了不同风向角下是否堆煤对该开敞干煤棚网壳结构风振响应的影响。研究了基于时程计算结果的大跨屋盖结构等效静风荷载计算方法，分析比较了几种常用的风振系数计算公式及其与峰值因子的关系。研究结果表明：考虑Weibull分布峰值因子的局部轴力风振系数能够用于确定合理有效的等效静力风荷载，实现大跨干煤棚网壳结构风振响应的静力等效，且便于工程应用。
		2016 Vol. 35 (1): 164-173 [摘要] ( 166 ) HTML (1 KB) PDF (4925 KB) ( 235 )

	174	车用交流发电机气动噪声数值分析
		>张亚东1，董大伟2，闫兵2，张继业1，王媛文2
		以某型车用交流发电机（也称爪极发电机）为研究对象，采用计算流体力学技术对交流发电机的空气动力学特征进行了三维非定常数值模拟，应用滑移网格技术和大涡模拟方法对交流发电机进行气动噪声特性研究。得到大涡模拟在交流发电机噪声数值预测方面其主要阶次和对应的幅值与试验对比有很好的一致性；前后扇叶为该型交流发电机的气动噪声声源；第6、8、10、12和18等阶次为该型交流发电机的主要气动噪声成分。在数值模拟基础上，以低噪声、高流量为优化目标，对交流发电机前端盖径向栅格分布角度进行气动噪声优化设计及降噪研究。得到前端盖径向栅格倾斜40°分布角度时交流发电机远场气动噪声最低、质量流量最大。文中所得研究成果可为车用交流发电机的气动性能和高转速下噪声的改进提供一种切实可行的参考依据。
		2016 Vol. 35 (1): 174-182 [摘要] ( 199 ) HTML (1 KB) PDF (3344 KB) ( 328 )

	183	舰艇电气设备中簧片式触点开关冲击响应分析
		>闫明1, 2，刘栋1, 2，张磊2，温肇东2
		簧片式触点开关广泛应用于舰艇的电气设备中。舰艇受到爆炸冲击时，簧片式触点开关易发生断路或簧片产生塑性变形，影响设备的可靠性，危害舰艇的安全。为了校核簧片式触点开关的抗冲击能力，首先对处于闭合状态的簧片式触点开关进行接触模态分析，然后对其施加多种典型冲击载荷并采用Bathe复合积分法开展计算，最后通过提取动、静触头之间的接触力来判断簧片式触点开关是否发生断路，同时观察簧片根部在冲击载荷下是否发生塑性变形。研究发现：动、静触头之间的接触力在冲击载荷作用时波动剧烈，而在自由振动时则呈现出明显的周期性，且振动频率接近一阶固有频率；在幅值相同的情况下，高频冲击载荷更容易诱发剧烈的接触颤振而断路，低频冲击载荷会使簧片根部的应力较大而塑性变形。讨论了负波延迟对冲击响应的影响，提出了改善簧片式触点开关抗冲击能力的措施。
		2016 Vol. 35 (1): 183-187 [摘要] ( 229 ) HTML (1 KB) PDF (1676 KB) ( 170 )

	188	润滑状态下线接触滑动粗糙界面的动摩擦特性研究
		>肖会芳1,2，杨荃1，邵毅敏2，徐金梧1
		滑动粗糙界面的摩擦润滑特性对界面的润滑设计和润滑状态预测具有重要的理论和实际意义。本文通过建立不同润滑状态下的滑动粗糙界面模型，基于界面的法向载荷由润滑油膜和粗糙体共同承担的载荷分配思想，采用Greenwood-Williamson统计模型描述粗糙表面形貌，考虑界面润滑的时变效应和润滑油的粘-压特性，建立了线接触滑动粗糙界面的油膜厚度方程和粗糙体接触压力方程，获得了整个润滑区的润滑油膜载荷比例因子、油膜厚度和摩擦系数随滑动速度的变化关系，推导了界面由混合润滑过渡为液压润滑的临界速度关系表达式，分析了滑动粗糙界面的润滑承载机理，获得了界面油膜厚度、摩擦系数和临界速度随界面形貌参数、法向载荷、润滑油属性参数的变化规律，为机械结构的界面润滑设计、润滑状态预测和润滑优化提供理论和实验参考。
		2016 Vol. 35 (1): 188-194 [摘要] ( 233 ) HTML (1 KB) PDF (2105 KB) ( 339 )

	195	刚性尖头弹扩孔贯穿金属靶板理论模型的讨论
		>肖云凯，方秦，吴昊，孔祥振
		针对延性扩孔破坏模式，讨论了刚性尖头弹贯穿韧性金属靶板的已有六个理论模型（F-W、C-L、JZG、WHM、S-W和JBL）对于靶板厚度和弹头形状的适用范围，统一了各模型参数的选取准则，分别给出了JZG模型尖锥头形和尖卵头形弹体半锥角和无量纲曲率半径（CRH）的适用范围。基于12组冲击速度为200~1600m/s，厚径比（靶体厚度与弹身直径之比H/d）为0.605~9.17的多种弹靶材料的穿甲实验，得出：对于尖锥头形弹体贯穿靶板后的残余速度，S-W和WHM、JZG、F-W模型分别对于较薄靶板、中等厚度靶板和较厚靶板的预测效果较好；而对于尖卵头形弹体，WHM和JBL模型预测效果较好。同时，各模型对于弹道极限预测效果的结论和残余速度一致。分析结论可为坦克、舰船等单、多层金属装甲防护结构设计与计算提供参考和依据。
		2016 Vol. 35 (1): 195-202 [摘要] ( 230 ) HTML (1 KB) PDF (2556 KB) ( 406 )

	203	基于EEMD与FastICA的损伤异常识别与定位
		>姜绍飞，陈志刚，沈清华，吴铭昊，麻胜兰
		为了准确地提取结构损伤异常信息，消除小波奇异值分解时存在需要特定的小波基和分解层数以及经验模态分解（EMD）方法存在诸如虚假模态混叠等问题，本文提出了一种基于改进的总体平均经验模态分解（EEMD）与快速独立分量分析（FastICA）相结合的提取结构损伤特征并进行识别与定位的新方法。首先，通过EEMD对结构动力响应信号进行预处理并用 FastICA提取出包含损伤信息的特征分量对结构响应异常进行识别和初步定位；然后，计算归一化的源分布向量(NSDV)的最大值，并根据该最大值精确定位结构损伤。最后，通过框架数值算例和试验进行了所提方法的验证，结果表明该算法能够较好地进行结构损伤异常的识别与定位。
		2016 Vol. 35 (1): 203-209 [摘要] ( 273 ) HTML (1 KB) PDF (3158 KB) ( 254 )

	210	非线性时变结构随机地震响应最优多项式控制
		>彭勇波，李杰
		以随机地震动作用下具有Bouc-Wen滞回特性的非线性结构系统为受控对象，开展了最优多项式控制算法研究：包括系统矩阵中Maclaurin展开取初始零值衍生的具有时不变增益矩阵的控制律，和系统矩阵中Maclaurin一阶展开衍生的具有时变增益矩阵的控制律。研究表明，受控结构层间位移响应的变异性明显降低，结构的安全性显著提高。同时，基于时不变增益矩阵的控制律的控制效果在一定程度上受制于控制力施加的大小与系统稳定性之间的平衡关系，而考虑了每一个时间步位移和速度对增益矩阵影响、基于时变增益矩阵的控制律则能以较小的控制出力获得较好的控制效果。
		2016 Vol. 35 (1): 210-215 [摘要] ( 158 ) HTML (1 KB) PDF (1464 KB) ( 295 )

	216	热弹耦合梁结构动力响应的区间数值分析
		>云永琥陈建军曹鸿钧
		研究了含有区间参数梁结构在温度载荷和力载荷共同作用下的动力响应问题，考虑材料变形与传热的相互影响，建立了梁在热弹耦合下的动力学有限元模型，并给出了对结构瞬态热传导方程与动力学方程进行相互交替迭代求解的计算方法。针对结构响应不确定性问题，以不确定参数作为约束变量，通过寻求结构响应函数的区间范围，将区间问题转化为优化问题，并利用遗传算法给出了结构响应函数的区间界限。通过算例及与概率有限元方法的计算结果比较，表明文中所提出方法的可行性和有效性，并获得在热弹耦合作用下梁结构的固有振动频率有所增加，而振动响应振幅则逐渐减弱的结论。该方法只需已知不确定参数所在范围的界限，而无需其他统计信息，为解决区间参数热弹耦合梁问题提供了一种途径。
		2016 Vol. 35 (1): 216-221 [摘要] ( 198 ) HTML (1 KB) PDF (1313 KB) ( 188 )

	222	隔震结构损伤性能与可靠度研究
		>杜东升，王曙光，刘伟庆，李威威
		提出隔震结构的地震损伤模型，并采用概率密度演化理论分析隔震结构地震损伤指数的概率统计特征，为隔震结构性态目标的量化提供依据。考虑隔震支座的压剪相关性和拉压性能的差异，给出隔震层的损伤指数模型，再利用Park-Ang损伤指数描述上部结构的损伤状况，建立隔震体系的损伤指数模型；将隔震结构简化为双质点模型，采用Bouc-Wen模型和刚度退化的Bouc-Wen模型分别描述隔震层与上部楼层的滞变特性，建立隔震结构的状态方程，应用四阶龙格-库塔方法迭代求解求解出隔震结构的位移反应和滞变耗能，进而求解隔震结构的损伤指数；建立隔震结构损伤指数的概率密度演化方程，求解损伤指数的统计特征和概率密度函数，然后根据极值分布理论计算损伤指数超过不同性能水准的可靠度。本研究为以可靠度为理论基础的隔震结构损伤分析提供了可借鉴的方法。
		2016 Vol. 35 (1): 222-227 [摘要] ( 199 ) HTML (1 KB) PDF (1953 KB) ( 186 )

	228	TMD系统在自身参数随机偏离下的减振有效性和可靠性分析
		>王文熙1，华旭刚1，王修勇2，陈政清1
		调谐质量阻尼器（TMD）是一种工程中常用的减振装置，但TMD装置的刚度和阻尼系数偏离最优值时，其减振效率将大为降低。本文研究了TMD系统在自身参数偏离下的减振有效性和可靠性问题，提出了一种切合工程实际的TMD系统自身参数随机偏离模型。在此偏离模型下，利用蒙特卡洛方法分别研究了STMD系统和MTMD系统的减振有效性和可靠性，并对两种TMD系统的差异进行了对比和分析。结果表明，TMD系统的减振有效性和可靠性与TMD系统质量比、结构阻尼比、分布TMD个数、调谐频率个数等因素有密切相关。通过对大量数值计算结果的分析，给出增强TMD系统有效性和可靠性的一些有益建议。
		2016 Vol. 35 (1): 228-234 [摘要] ( 242 ) HTML (1 KB) PDF (2120 KB) ( 286 )

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